4. El marco teórico

 

4.2 MECÁNICA CUÁNTICA
      INTRODUCCIÓN

     No es mucha la mecánica cuántica que podemos introducir aquí; sólo cabrá recordar algunos puntos especialmente importantes y recomendar la lectura de textos clásicos de alta divulgación (como los de Richard Feynman en “El carácter de la ley física” o “Seis piezas fáciles”, de la editorial Crítica o en “QED: La extraña teoría de la luz y la materia” de Alianza Editorial).

     En primer lugar, unas palabras sobre el adjetivo “cuántica”. La primera sorpresa de la nueva Física (a principios del siglo XX) fue la comprobación de que algunas magnitudes que siempre habían parecido continuas, como la energía y el momento angular (que clásicamente podían tomar cualquier valor) sólo podían, en determinadas circunstancias, adoptar un conjunto discreto de valores, múltiplos de una unidad, el “cuanto”.

     A veces se oye hablar del “mundo cuántico” como sinónimo de lo ultramicroscópico, cuando el “carácter cuántico” de una situación no depende tanto del tamaño (pues hay fenómenos cuánticos macroscópicos como la superconductividad o la superfluidez) como de la pequeñez de la magnitud física llamada acción del sistema, que tiene dimensiones de energía x tiempo (o también de momento angular). La unidad con la que hay que comparar las acciones de nuestros problemas para saber “si son o no cuánticos” es la constante de Planck, 1,055·10–34 J·s. El momento angular de la Tierra girando alrededor de su eje es del orden de 1023 J·s y el de un balón de fútbol que hacemos girar en la punta de nuestro dedo, del orden de 10–2 J·s, pero entre las partículas subatómicas estas cifras se reducen muchísimo.

  Hojeando una tabla de partículas nos encontramos con que las tienen un momento angular intrínseco, llamado spin, independiente de su movimiento (algunas de ellas son, según la mejor evidencia disponible, puntuales y ni siquiera podrían girar sobre sí mismas). Esto ya es bastante raro, pero además, esos momentos angulares sólo puedan tomar valores que sean múltiplos enteros o semienteros de : 0, ½ , , 3/2 , 2 ,...